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Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda,

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1 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de IMC Índice de Massa Corporal E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Autores: Alcídia Duarte Roberto Magueta – P6/G9 Trabalho efectuado na disciplina de Electrónica IV Docente responsável: Paulo Pedreiras 01 de Junho de 2012

2 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Introdução Motivação Preocupação com a saúde das pessoas Objectivo Medição do IMC para determinar se uma pessoa está saudável ou tem um desvio do peso ideal Problema Medição da Massa Medição da Altura (e Temperatura) Solução Elaboração de hardware que permite representar a massa e a temperatura por tensões Determinar via software a massa e a temperatura através dessas tensões Determinar altura via software através de ultra-sons 2 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

3 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Hardware (diagrama de blocos) 3 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Balança Amplificador (Para pequenas tensões) Acondicionamento de sinal Microprocessador Acondicionamento de sinal Medidor de temperatura Emissor de Ultra - sons Receptor de Ultra - sons Amplificador + filtro passa banda Amplificador (Em ponte) Amplificador Detetor de envolvente Comparador Acondicionamento de sinal V balança = 0.86 ~ 5,45 mV V amp1 = 9.59 ~ 60 mV V temp = 2,3V ~ 3,9V V b = 0V ~ 3.3V V t = 0V ~ 3.3V V emis = -10V/10V V pic = 0V/3.3V V sq = -5V/5V PWM + ruído V amp2 = 1,2 ~ 4.96 V V amp3 = 0.4 ~ 4.96 V V det = 0 ~ 2,23 V V alt = 0V/5V Medição do Peso Medição do Temperatura EmissorReceptor Medição da Altura E4 2011/2012 – Grupo 9

4 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Hardware (Sensores) [1] Ultra sons Sensor piezoeléctrico: dispositivo que usa o efeito piezoeléctrico (capacidade de alguns cristais gerarem corrente eléctrica, quando sujeitos a uma tensão externa) para medir pressão, aceleração, tensão ou força, convertendo-os num sinal eléctrico 4 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

5 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Hardware (Sensores) [2] Balança Extensómetros em Ponte de Wheastone 5 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

6 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Hardware (Sensores) [3] Sensor de temperatura LM335 6 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações 25 ºC, I R1 = 1mA V o = 2,98

7 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Software (ideia base) É necessário: Ler o valor do peso (através de uma tensão lida da ADC) Descobrir a altura (através da contagem de ciclos do PWM do receptor ) Ler o valor da temperatura (através de uma tensão lida da ADC) 7 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Tratamento dos valores determinados: Aplica-se uma expressão matemática, obtida experimentalmente, para converter as tensões em peso ou temperatura Aplica-se uma expressão teórica, tendo em conta o período de cada ciclo Através do IMC, determinar as classes

8 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Software (diagrama de fluxo) 8 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Gerar PWM Recebeu PWM? Parar PWM Zero? Dentro do tempo? Um? Dentro do tempo? Calcular tempo Ler e calcular temperatura Medição da Altura Ler e calcular peso Somar 1/10 da medição da altura Somar 1/10 da medição do peso 10 vezes? Calcular IMC Alguém na Balança? Imprimir resultados Calcular vel_som Sim Não Sim Não Sim Não Sim Não

9 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Software (aproximações) 9 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Não era possível recorrer-se à biblioteca matemática, então houve necessidade de se recorrer a aproximações Azul – expressão exacta Vermelho – aproximação Erro máximo: %

10 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Animação da medição da altura 10 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

11 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

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17 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

18 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

19 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

20 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

21 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007

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24 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Validação (receptor US) 24 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

25 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Validação (medição do peso) 25 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

26 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Validação (medição da temperatura) 26 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações

27 Projecto em Eng. Electrotécnica – Mestrado Integrado em Eng. Electrotécnica e Telecomunicações Autor(a), Centro de Estudos Ibéricos, Guarda, 6 de Julho de 2007 Considerações finais: Conseguiu-se medir o IMC A temperatura deu correctamente O valor do peso deu ligeiramente abaixo do real O valor da altura deu significativamente menor 27 E4 2011/2012 – Grupo 9 Projecto em Electrónica IV – Mestrado Integrado em Eng. Electrónica e Telecomunicações Aspectos a melhorar Calibrar os valores do peso e da altura Substituir a técnica de polling por interrupções para poupança de energia Arranjar um suporte para fixar o ultra-sons a 2,20m da base da balança


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